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    科學(xué)家最新研究顯示，水作為地球上最常見的物質(zhì)在某些極端情況下，會表現(xiàn)出一些與眾不同的化學(xué)屬性，它們甚至可以充當(dāng)爆炸催化劑。在數(shù)千攝氏度和10萬大氣壓環(huán)境下，由水分解產(chǎn)生的氧分子和氫分子可促進(jìn)形成烈性爆炸，這一環(huán)境非常類似于一些大型行星的內(nèi)部條件。

    最新研究稱水分子可作為爆炸催化劑

 

    美國勞倫斯－利弗摩爾國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家指出，水處在高密度環(huán)境下，在催化復(fù)雜爆炸反應(yīng)中具有意想不到的作用。水可以加速爆炸的化學(xué)反應(yīng)，而且不在該反應(yīng)中自消耗。通常鉑和酶是常用的爆炸催化劑，但人們都很難相信水會成為一種爆炸催化劑。

    雖然純凈水在高壓和高溫條件下的性質(zhì)研究已進(jìn)行了許多年，但是將水在以上極端爆炸反應(yīng)環(huán)境下作為催化劑卻從未進(jìn)行過�？茖W(xué)家使用原子論的第一原理模擬烈性炸藥季戊四醇四硝酸酯（PentaErythritol TetraNitrate，簡稱PETN）的爆炸過程，研究小組發(fā)現(xiàn)水在該環(huán)境下分解后，氫離子可作為還原劑，氫氧化物（OH）可作為氧化劑，水分解形成的這些離子具有很強(qiáng)的“活性”，可以在爆炸反應(yīng)中心之間傳輸氧分子。

    負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的克里斯廷－吳（Christine Wu）說：“這對于我們來說是一則重大新聞，這意味著水可以在其他類型的爆炸和行星內(nèi)部起到催化作用�！边@項(xiàng)最新研究還推翻了人們長期以來的觀點(diǎn)——水僅僅是熄滅爆炸物品的物質(zhì)。

    克里斯廷說：“在極端的狀況下，由于水常見的分解性，它將起到特殊的化學(xué)性質(zhì)。在行星的內(nèi)部環(huán)境下，水分解時(shí)氫分子的移動(dòng)速度會更快�！彼屯聜冊趯�(shí)驗(yàn)室里使用IBM“深藍(lán)基因L”超級計(jì)算機(jī)對水分子分解進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬，他們發(fā)現(xiàn)在季戊四醇四硝酸酯爆炸狀態(tài)下（溫度在2700-3900攝氏度），水分子的氫離子和氫氧化物（OH）離子將向從氮存儲物傳輸氧至碳燃料，最終這種“極端水分子”將扮演著至關(guān)重要的化學(xué)催化劑。

    據(jù)悉，像季戊四醇四硝酸酯這樣由碳、氮、氧和氫原子構(gòu)成的烈性炸藥，爆炸后將主要形成3種氣體產(chǎn)物：水、二氧化碳和氮?dú)�。該研究小組發(fā)現(xiàn)氮分子失去氧分子后主要形成氫，而不是碳，甚至在水分子濃縮達(dá)到均衡也是如此。他們還發(fā)現(xiàn)碳原子主要從氫氧化物中捕捉氧分子，而不是直接從一氧化氮（NO）或二氧化氮（NO2）。在反應(yīng)中水并不是自消耗性，其間水頻繁地分離成氫和氫氧化物，然后再組合成為水分子。

    克里斯廷說：“這項(xiàng)研究中顯現(xiàn)出水的部分能量釋放功能，水分子的這種催化機(jī)制完全不同于之前在季戊四醇四硝酸酯或類似的爆炸物實(shí)驗(yàn)中的分解狀況，在之前的實(shí)驗(yàn)中水僅是作為爆炸后的產(chǎn)物存在。這項(xiàng)最新的發(fā)現(xiàn)暗示著科學(xué)家應(yīng)當(dāng)對天王星和海王星內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的水分子進(jìn)行重新認(rèn)識�！边@項(xiàng)研究報(bào)告發(fā)表在2009年4月刊的《自然化學(xué)》新聞雜志上。